실리콘 태양광 전지용 은 나노입자로 코팅된 유리 프리트

전문가 제언

○ 태양광 파장은 300-800 ㎚인데 가시광선 외에 일부 자외선과 적외선도 포함되어 있다. 적외선을 주로 이용하는 장치는 태양열 활용장치이고 태양광 전지는 자외선과 가시광선 에너지를 전기로 변환시켜 이용하는 장치이다. 태양전지 셀의 구조는 p형 웨이퍼 상부에 마이크론 이하 두께의 n층을 도핑하고 빛 에너지의 손실을 최대한 억제하기 위해 저반사용 실리콘 질산염 박막을 형성시켜 상하부에 금속전극을 배선하여 태양광 조사 시 발생하는 전기를 전지 외부로 끌어내도록 설계되어 있다.

 

○ 이때 상부전극으로 은 전극은 셀 내부에서 형성되는 전기 에너지를 외부로 이동시키는 역할을 하며 n형 반도체와의 접촉저항과 은 전극저항이 셀 효율을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본고에서는 아라비아 고무를 활성화 작용제로 사용하여 나노입자의 은으로 코팅된 유리 프릿과 혼합한 후 은 전극으로 프린팅 함으로써 아라비아 고무의 함유량에 따른 광전 전환효율을 조사한 내용이다.

 

○ 저렴한 유리 프릿의 역할은 은 페이스트가 소결될 때 은 나노입자들이 은 극 미립자들 사이의 목으로 이동하기 쉽게 하여 기공들을 제거하고 또 유리 프릿은 에미터로 이동하는 은의 이동거리를 감소시키고 은 나노입자로 코팅된 유리 프릿은 실리콘 에미터 표면상에 은 결정질의 수를 증가시키기도 한다. 따라서 유리 프릿으로 된 은 페이스트가 더 밀집된 은 전극과 더 좋은 저항접촉을 갖는 태양광 전지가 된다.

 

○ 태양광 전지에 대한 연구는 20년 전부터 대학, 연구소, 기업에서 활발히 연구되어 왔다. 잉곳, 웨이퍼 셀, 재료 및 부품, 모듈과 시스템, 장비 별로 회사들이 분업화 되어 있다. LG전자는 패널설치사업을, 동양제철화학은 다결정 실리콘의 연간 5,000톤 생산 공장을 세웠다. 미국 UC리버사이드 연구팀은 무기 반도체성 나노결정체와 유기분자를 결합한 신소재를 통해 적외선 영역의 2개의 광자를 포집하여 상승변환 광자기술을 사용, 적외선 영역 광자를 흡수하여 효율을 30%이상 높이는 연구결과를 금년에 발표하였다. 앞으로는 염료감응 태양전지, 광전기화학 셀(PEC) 등의 개발에도 정책적 지원을 넓혀나가야 한다고 생각한다

저자

Yingfen Li, Weiping Gan, Jian Zhou, Biyuan Li

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

341()

잡지명

Applied Surface Science

과학기술
표준분류

재료

페이지

127~133

분석자

김*호

분석물

• 실리콘 태양광 전지용 은 나노입자로 코팅된 유리 프리트.pdf [539,563 byte]

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